最新刊期
      2023 年 第 10 期

        材料物理

      • 张茂鑫,乔世一,张翱,方一,廖瑞娟,张春秀,于海峰
        2023, 38(10): 1305-1321. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0224
        摘要：圆偏振光是光矢量端点轨迹为圆的光，它在传播时光矢量的大小不变而振动方向随相位而改变。通常，非偏振光首先通过偏振片转化为线偏振光，再通过λ/4波片分解为左旋或右旋圆偏振光。这一物理过程所获得的圆偏振光能量损耗一般超过50%。而通过构筑聚集诱导发光手性液晶分子直接获得圆偏振光，可以获得高的荧光量子效率和大的不对称因子，有效降低了能量损耗。因此， 聚集诱导发光手性液晶受到了研究人员的广泛关注。本文基于聚集诱导发光基团修饰手性液晶分子的设计与合成，以及手性聚集诱导发光分子体系掺杂向列相液晶这两类方法，综述了本领域的研究进展，讨论了聚集诱导发光液晶分子结构设计和聚集态的形成对圆偏振发光和聚集诱导发光性能的影响，展望了这种新型光学材料所面临的机遇和挑战。  
        关键词：聚集诱导圆偏振发光液晶材料;手性液晶基团;不对称因子;荧光量子效率   
        272
        |
        217
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 40312233 false
        发布时间：2023-10-10
      • 窦韵洁,王泽宇,魏阳,马玲玲,陆延青
        2023, 38(10): 1322-1329. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0211
        摘要：基于液晶开放表面的微流体操纵技术是一种利用微流体学原理和微加工技术，在微纳尺度上对液体进行操纵和控制的方法，对新型微流控平台的开发至关重要。本文通过注液光滑表面的理论设计，利用液晶聚合物薄膜的可控制备，开发了取向序各向异性的功能聚合物薄膜，包括向列相聚合膜和近晶相聚合膜。研究表明，与近晶相聚合膜相比，向列相聚合膜在同等条件下，为水滴提供更快的输运速度，比近晶相聚合膜约快1个数量级。近晶相聚合膜和向列相聚合膜对于水滴的输运均具有方向选择性，实现了液滴在液晶功能表面的各向异性输运，为开发基于图案化液晶功能表面的特异性微流控技术奠定了基础。  
        关键词：液晶;向列相;近晶相;液晶聚合物;液滴输运   
        368
        |
        151
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 39405787 false
        发布时间：2023-10-10

        器件物理及器件制备

      • 严静,范相文,屈科,于映,李若舟
        2023, 38(10): 1330-1337. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0218
        摘要：一维手性软光子晶体胆甾相液晶（CLC）在防伪标签、纳米激光器和传感等领域具有广泛的应用。本文采用多步图案化紫外固化方法并结合清洗-重填工艺，实现了多色的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。采用标签打印机打印PET图案作为掩膜版，对可聚合的CLC材料进行紫外固化，得到图案化的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。在此基础上，将非固化区域的液晶材料洗去并重新填充不同手性剂含量的CLC，再次图案化紫外曝光，即可实现多色的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。研究了不同入射角、弯曲曲率半径和温度对反射器件光学性能的影响。实验结果表明，采用上述方法制备的多色可自支撑反射器件具有良好的柔性，不同曲率半径下的布拉格反射中心波长基本不变。随着温度升高，布拉格反射中心波长红移，且具有良好的线性度。多色的可自支撑柔性薄膜反射器件可拓展CLC在显示、传感、激光防护和微纳光学等领域的进一步应用。  
        关键词：胆甾相液晶;布拉格反射;多色自支撑柔性薄膜;光学器件   
        170
        |
        125
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 40312347 false
        发布时间：2023-10-10
      • 陈思博,周璇,黄盆盛,陈方中,朱吉亮,阮志毅,霍丙忠
        2023, 38(10): 1338-1346. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0259
        摘要：本文使用理论与实验相结合的方法研究了斜入射下液晶涂布型C-plate（Liquid crystal coated C-plate， LCC）对逆分散1/4波片（Reverse wavelength dispersion quarter wave plate， RQWP）补偿能力的优化特性。使用扩展琼斯矩阵比较了偏振光以任意角度通过RQWP、RQWP+LCC两种架构后出射光的椭圆率，探究了不同相位延迟RTH的LCC对出射光椭圆率的影响；测试了上述两种架构的圆偏光片在OLED（Organic light emitting-diode display）上的环境光反射率以及反射颜色色坐标。结果表明，LCC能够使45°斜入射时出射光的椭圆率提升10%以上，且在红、绿、蓝三色光条件下，调整LCC的RTH可使膜材架构的总折射率系数NZ趋近于0.5，获得最佳效果。使用RQWP+LCC架构的圆偏光片可使45°极角下OLED的环境光反射率降低3%。在工业生产中直接生产NZ=0.5的膜材拥有较高的技术难度，本文结论对开发NZ=0.5的膜材提供了新的可行方案。  
        关键词：斜入射;扩展琼斯矩阵;椭圆率;1/4波片   
        73
        |
        111
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42788868 false
        发布时间：2023-10-10
      • 王麒,杨波波,李威晨,邹军,杨雪舟,徐华,钱麒,陈俊锋,李杨
        2023, 38(10): 1347-1360. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0205
        摘要：氮化镓作为第三代照明器件材料相较于第一代硅与第二代砷化镓在性能上有了很大提高，基于氮化镓的Micro-LED器件也愈发被人们所关注。然而由于在传统c面上生长的LED其自身所固有的一些缺陷往往在实际应用中发射效率不高，如存在量子限制斯塔克效应、绿色间隙、载流子传输等问题。基于非极性或半极性的LED没有极化电场，具有较强的内量子效率，电子和空穴复合机率大等优点，对非极性和半极性Micro-LED器件的研究与应用引起了人们很大的兴趣。本文对非极性和半极性Micro-LED器件研究现状进行综述。首先从量子限制斯托克效应、绿色间隙、载流子传输、效率下降4个方面介绍了非极性和半极性氮化镓基材料的优势。接着针对缺陷位错、增加光提取效率与在不同电流密度下实现全彩显示等问题，介绍了芯片成形、图案刻蚀与阵列这3种技术，最后对Micro-LED作为下一代显示引领者进行了展望。希望对Micro-LED今后的研究有所帮助。  
        关键词：氮化镓;Micro-LED;非极性;半极性   
        159
        |
        127
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 40531456 false
        发布时间：2023-10-10
      • 赵健,戴子尧,丁义权,夏军
        2023, 38(10): 1361-1371. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0228
        摘要：随着元宇宙产业的发展，光场显示技术因其可以将数字世界与物理世界完美融合，已经成为信息显示技术领域的研究热点，并呈现出视点数量更多、视点密度更大、渲染速度更快的发展趋势。然而，现有的光场显示技术面临着分辨率低、深度受限、视疲劳等多种挑战。本文从人眼立体视觉感知原理出发，对现有的双视点、多视点和超多视点光场显示技术的成像原理和典型方案进行整理和总结。同时，对现有基于单信源和多信源虚拟视点生成技术进行归纳对比，着重分析各项技术在虚拟视点生成质量和渲染速度等方面的可行性和实现效率，并对光场显示技术的未来发展方向进行了展望。  
        关键词：近眼显示;光场显示;虚拟视点;神经网络   
        186
        |
        121
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 40708154 false
        发布时间：2023-10-10

        驱动与控制

      • 苗宗成,张瑞寅,贺泽民,梁蓬霞
        2023, 38(10): 1372-1388. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0204
        摘要：TFT的低功耗特性能够减少电子设备的能量消耗，从而达到节省能源、延长电池寿命、降低使用设备温度、提高显示质量的目的。因此，低功耗TFT在电子设备的设计和制造中具有十分重要的作用。TFT基板的结构有很多种类，通常可分为一般型、高温多晶硅型、低温多晶硅型、金属氧化物半导体型和柔性材料基板型。本文对现有的TFT基板显示器件的低功耗研究进行总结分析，主要包括两大方面：对TFT基板本身驱动进行优化；对TFT基板外设驱动进行优化。本文对两大方面的低功耗研究进行了综述，并对近年来国内外TFT低功耗方法研究进行详细介绍。根据所介绍的方法的特点与其尚未攻克的困境，对TFT基板显示设备低功耗驱动的未来发展进行了展望。  
        关键词：TFT;显示;低功耗;驱动   
        217
        |
        143
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 40312445 false
        发布时间：2023-10-10

        图像处理

      • 李青松,杨莘,吴谨,黄泽丰
        2023, 38(10): 1389-1398. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0398
        摘要：针对红外与可见光图像融合中存在的热目标信息丢失、边缘结构模糊、细节损失等问题，提出一种多层分解的图像融合算法。首先使用结构纹理分解将源图分解为细节层和结构层，对细节层使用基于结构相似性和L2范数的融合规则融合并增强；然后提出一种结构均值法，将结构层分解为亮度层和基础层，对亮度层使用绝对值取大融合，对基础层设计了一种基于多指标的融合规则进行融合；最后重构各子融合图像得到最终融合图像。为验证算法的有效性，与9种红外与可见光图像融合算法进行对比，使用空间频率、平均梯度、边缘强度、方差、视觉保真度、基于人类视觉感知的指标和信息熵7种客观图像评价指标，在前5种指标上分别取得27.4%、36.5%、38.2%、8.5%和23.5%的提升。实验结果表明，本文算法在有效保留红外热目标的同时较好地保留了边缘结构和纹理细节，且在客观评价指标上取得了更好的效果。  
        关键词：图像处理;图像融合;结构纹理分解;红外图像;可见光图像   
        333
        |
        145
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33596514 false
        发布时间：2023-10-10
      • 王彬,兰海,俞辉,郭杰龙,魏宪
        2023, 38(10): 1399-1408. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0407
        摘要：针对目前小样本学习方法易过拟合、跨域泛化能力不足等问题，受启发于储备池计算不依赖于训练而缓解过拟合的特性，提出了一种基于储备池计算的小样本学习方法（Reservoir Computing based Network for Few-shot Image Classification，RCFIC）。整个方法由特征提取模块、特征增强模块和分类器模块构成。特征增强模块由储备池模块和基于储备池的注意力机制构成，分别对特征提取网络的特征进行通道级增强和像素级增强，同时联合余弦分类器促使网络学习具有高类间方差、低类内方差特性的特征分布。实验结果表明，本文算法在Cifar-FS、FC100、Mini-ImageNet等数据集上的分类精度至少比现有方法高1.07%，在从Mini-ImageNet到CUB-200的跨域场景设置下的分类精度优于次优方法1.77%。同时，消融实验验证了RCFIC的有效性。所提方法泛化性强，能够有效缓解小样本图像分类中的过拟合问题并在一定程度上解决跨域问题。  
        关键词：小样本学习;储备池计算;注意力机制;特征增强;图像分类   
        380
        |
        140
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33596724 false
        发布时间：2023-10-10
      • 张勇,郭杰龙,汪帆,兰海,俞辉,魏宪
        2023, 38(10): 1409-1422. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0383
        摘要：雨天图像会影响计算机视觉任务的效果与精度。雨天图像常常包含来自不同方向、大小、形状的雨点或雨痕，在对这些雨点、雨痕进行去除时，现有的方法往往没有考虑到雨天图像不同精细尺度下的特征信息，仅采用单一尺度进行图像去雨存在很大缺陷，无法恢复出足够清晰的视觉任务图像。受益于卷积神经网络架构的强大特征提取能力，本文提出了一种端到端的多级联递进卷积结构算子，该算子包含4层卷积层，通过阶梯化连接构成一个整体模块，该模块可以针对多尺度场景下的雨天进行特征提取并整合。将该算子模块嵌入到渐进循环网络结构中，利用循环结构多次去除雨纹，最终有效还原出接近真实图像的无雨图像。该方法在现有的人工合成雨图数据集Rain100H、Rain100L、Rain800与自动驾驶领域合成雨图数据集BDD1000上进行了对比实验。实验结果表明，该算法在4个数据集上的PSNR值达到了30.70，37.91，27.63，35.74 dB，SSIM值达到了0.914，0.980，0.894，0.977。通过真实雨图数据集去雨结果的可视化展示，充分验证了本文方法在去雨任务上的有效性。  
        关键词：图像去雨;多级联递进卷积结构;卷积神经网络;深度学习;多尺度特征;残差结构   
        386
        |
        129
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33068369 false
        发布时间：2023-10-10
      • 杜均森,郭杰龙,俞辉,魏宪
        2023, 38(10): 1423-1433. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0406
        摘要：针对现有图像超分辨率重建算法的重建图像仍存在高频信息缺失、噪点增多问题，本文提出了一种基于卷积稀疏编码与生成对抗网络的图像超分辨率重建模型。首先，利用卷积网络实现稀疏编码并获取图像稀疏表示，充分利用图像的先验信息，有效避免重建图像高频信息缺失和噪点增多的问题；在得到低分辨率图像的稀疏表示后，通过重建模块对稀疏表示进行重建得到超分辨率图像；随后，鉴别器对重建图像进行鉴别，缓解由PSNR主导的算法导致重建图像趋于平滑的问题。在不断对抗训练后，最后的重建图像具有更好的视觉效果。本文在Set5、Set14、BSD100和Urban100通用测试数据集上进行2倍和4倍的超分辨率重建实验，并与Bicubic、SRGAN、EDSR和ESRGAN对比。与ESRGAN方法相比，本文模型在4个数据集上平均PSNR提升约0.702 8 dB，平均SSIM提升约0.047，平均LPIPS提升了0.016。实验结果表明，所提出的模型具有较强的竞争力，能够恢复更多的细纹理细节且具有更好的清晰度。  
        关键词：图像处理;图像超分辨率;稀疏表示;生成对抗网络   
        399
        |
        66
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33596758 false
        发布时间：2023-10-10
      • 安彤,贾迪,张家宝,蔡鹏
        2023, 38(10): 1434-1444. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0384
        摘要：针对现有光流估计方法在目标轮廓分割不清晰、缺乏细粒度的问题，本文提出融合序列影像相关区域信息的光流估计网络。通过特征编码器和全局编码器分别提取图像的编码特征和上下文特征，并通过下采样处理缩减特征尺寸。在构建4D相关体前，对输入的连续两帧特征图进行分区处理，以强弱相关的方式计算稠密的视觉相似度，建立更为精细的4D相关体积。在迭代更新阶段，提出残差卷积滤波器和细粒度模块，分别应用于处理相关体和光流传递，使得在融合相关体信息和光流信息前保留更多的局部小位移信息。在KITTI-2015数据集和MPI-Sintel数据集上与其他方法进行对比，光流估计评价指标分别提升了8.2%和6.15%。本文给出的网络模型可以更好地提高光流估计的准确性，有效解决了光流场过于平滑、缺乏细粒度和忽略小物体运动等问题。  
        关键词：计算机视觉;深度学习;光流;区域匹配;迭代更新   
        313
        |
        69
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33596659 false
        发布时间：2023-10-10
      • 李颀,叶小敏,冯文斌
        2023, 38(10): 1445-1454. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0412
        摘要：车辆检测对于辅助驾驶系统至关重要，由于雾天道路场景严重退化，图像中的车辆信息不明显，导致车辆检测存在漏检、误检的问题。针对上述问题，本文提出了一种融合毫米波雷达和机器视觉的雾天车辆检测方法。首先，采用暗通道去雾算法对图像进行预处理，提高雾天图像中车辆信息的显著性。然后，采用知识蒸馏改进YOLOv5s算法，在YOLOv5s的特征提取网络中引入知识蒸馏，在目标定位和分类阶段计算蒸馏损失，对损失进行反向传播训练小型网络模型，在保证视觉检测准确度的同时提高检测速度。最后，采用基于潜在目标检测区域搜索的距离匹配算法对视觉检测结果和毫米波雷达检测结果进行决策级融合。以检测目标的类型和距离为匹配依据，滤除干扰信息和错误信息，保留毫米波雷达检测和视觉检测融合后的检测置信度较高的目标，从而提高车辆检测的准确率。实验结果表明，该方法在雾天下最高检测准确率达92.8%，召回率达90.7%，能够实现雾天对车辆的检测。  
        关键词：车辆检测;毫米波雷达;去雾;知识蒸馏;距离匹配;决策级融合   
        355
        |
        34
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 33596794 false
        发布时间：2023-10-10
      0